論文の概要: Implementation of photon partial distinguishability in a quantum optical circuit simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.03250v2
• Date: Thu, 30 Mar 2023 16:59:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 18:08:20.886052
• Title: Implementation of photon partial distinguishability in a quantum optical circuit simulation
• Title（参考訳）: 量子光回路シミュレーションにおける光子部分識別性の実装
• Authors: Javier Osca and Jiri Vala
• Abstract要約: フォトニック量子状態は、その時間と周波数分布に関する情報を含むウェーブパペットによって表現される。 部分光子識別性を考慮し,回路動作に伴う自由度を拡大する。 この戦略により、線形光学素子と同じ足場における遅延演算を定義することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We are concerned with numerical simulations of quantum optical circuits under certain realistic conditions, specifically that photon quantum states are not perfectly indistinguishable. The partial photon distinguishability presents a serious limitation in implementation of optical quantum information processing. In order to properly assess its effect on quantum information protocols, accurate numerical simulations, which closely emulate quantum circuit operations, are essential. Our specific objective is to provide a computer implementation of the partial photon distinguishability which is in principle applicable to existing simulation techniques used for ideal quantum circuits and which avoids a need for their significant modification. Our approach is based on the Gram-Schmidt orthonormalization process, which is well suited for our purpose. Photonic quantum states are represented by wavepackets which contain information on their time and frequency distributions. In order to account for the partial photon distinguishability, we expand the number of degrees of freedom associated with the circuit operation extending the definition of the photon channels to incorporate wavepacket degrees of freedom. This strategy allows to define delay operations in the same footing as the linear optical elements.
• Abstract（参考訳）: 我々は、特定の現実的な条件下での量子光学回路の数値シミュレーション、特に光子量子状態が完全に区別できないことを懸念している。 部分光子識別性は、光学量子情報処理の実装において深刻な制限を与える。 量子情報プロトコルへの影響を適切に評価するには、量子回路操作を密にエミュレートする正確な数値シミュレーションが不可欠である。 我々の具体的な目的は、理想量子回路に使われている既存のシミュレーション技術に原則として適用可能な部分光子識別可能性のコンピュータ実装を提供することであり、その大幅な修正は不要である。 本手法は, 目的に適したGram-Schmidt正規正規化法に基づいている。 フォトニック量子状態は、時間と周波数分布に関する情報を含むウェーブパックによって表される。 部分光子識別性を考慮し,回路動作に伴う自由度数を拡大し,光子チャネルの定義を拡張し,波束自由度を組み込む。 この戦略により、線形光学素子と同じ基盤で遅延演算を定義することができる。

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